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1、一恒水处理材料一恒水处理材料水处理技术的应用已有几前年的历史，例如公元年前，古印度人就将脏水直接煮沸，经 过太阳暴晒，用烧热的铜片向水中浸七次，经过过滤和冷却后贮存在陶罐里头。氯制剂作为消 毒剂应用在饮用水中被认为是世纪最伟大的公共卫生的进步，特别是在近二十年间水处理的工艺 有了突飞猛进的进展，例如膜过滤技术，新型絮凝剂等产品和技术的使用，自来水的加工工艺不断 的改进。虽然自来水的加工工艺和技术取得了如此大的进展，但是面对如此严重的水源污染，特别 是氯气在使用了百年之后，氯气等卤素与水中有机物作用产生的消毒副产物，已经超过了百种，其 对人的危害性也逐渐被人们所发现，有些物质具有很强的致癌和致突
2、变性。从世界卫生组织和环保 署等机构都要求将消毒的副产物尽量除去。 另一方面，由于城市化的进程的加快，高层建筑不断的增加，有些采用二次供水设施由于种种 原因出现了二次污染的问题。城市的输配管道的老化也是造成了水质的二次污染的原因，例如美国 年华盛顿州管道的铅的污染问题，引起了的高度重视，铅影响儿童的智力和身体大发育， 论文集 中国饮用水行业高层论坛 长期饮用铅含量高的水，会引起肾病和高血压病，虽然现在安装了无铅的水管但依然存在着铅污染 的威胁。另外有些居民的水龙头里出现铁锈、红虫、浑浊、水垢、异味和异嗅等现象，污染严重时， 还影响了居民的健康。 正因为自来水存在种种问题，从二十一世纪以来，自来
3、水的深度处理，其中包括净水器、管道 分质供水悄然地进入了家庭。管道分质供水是以楼盘或社区为单位，共用一个水处理设备，将深度 处理后的水由饮水专用管道送入家庭。有些居民则选择净水器，从年美国的市场调查来看，家 庭净水器的市场占有率约为。 二家用净水器常见滤材的类型目前我国的家用净水器品种繁多，功能各异。按进水方式分，可以分为间接式和直接式。所谓 间接式净水器，其进水的方式要依赖于人工将水倒到净水器中；而直接式净水器则是将净水器与自 来水管道直接相连，饮用多少水，生产多少水。 在各种净水器中所采用的滤材按照功能分，常见有以下几种： 以过滤为主（）微孔过滤膜，主要截留微粒等污染物，达到净化的目的。这
4、种类型的膜大部分由具有一定刚 性和均匀性的纤维素、高分子聚合材料、无机材料等制成。例如陶瓷滤芯类、聚丙烯类、聚偏二氟 乙烯类等。 （）超滤膜大部分是多孔膜，可以将水中细菌和一些大分子的物质从水中分离出来。近年来 膜材料有了长足的进步，用于制造膜的材料很多。根据膜的外型可以将其分为卷式、管式、中空等 类型。 （）反渗透膜 以交换为主（）软化为主的 在家用净水器中最常见的是软化除盐用的离子交换树脂，属于型强酸性阳离子交换树脂， 一般树脂母体为苯乙烯系。主要是用钠离子交换水中的钙和镁离子，降低水中的硬度，当饱和后用 食盐水再生，但是水中的含盐量并没有降低。 （） 美国 液体处理公司生产的 过滤介质是
5、一种高纯度的铜锌合金，其中 是 为铜和为锌的合金，当这种材料与水接触后会与水和水中的杂质产生氧化还原反应。该材 料在年发明之初，就发现了这种材料也具有很好的去除游离余氯效果。水中游离氯的去除是通 过电化学（氧化和还原）反应完成的，氧化还原反应的发生是因为 是由两种不同的金属组成 的，与水发生直接的电接触，合金中电位正的铜成为阴极，而电位负的锌为阳极，在阴极发生还原 反应，阳极发生氧化反应，锌阳极在反应中失去电子，锌离子成为牺牲者进入溶液，由于游离氯的 还原反应铜阴极被钝化，而不会发生金属的溶解，结果水和余氯成为电子接受者，同时产生的还有 氢、羟基和氯化物离子。 以吸附为主在二十世纪，人们对水中
6、的浊度的注意力比较高，进入二十一世纪后，随着人们生活条件的提 南京净水器 http:/ 中国饮用水行业高层论坛 论文集 高，饮水健康的问题也被人们所关注。特别是近年来，自来水中的消毒副产物的危害性以及它们的 毒副作用普遍被消费者认识。人们对水中的异味和异嗅提出更高的要求，尤其是氯的味道。所采用 的滤材主要是活性炭。活性炭是优良的吸附剂，对非极性的有机物有很好的吸附能力，常用于吸附 水中的有机物、色、嗅和味，特别是吸附水中的余氯。根据活性炭的原料的不同，分为果壳、椰壳、木材、磺化煤等类型。根据，的工艺，可以分为载银和非载银活性炭。 消毒为主（）紫外线 在净水器中最常见的是采用紫外线消毒，其最主要
7、的特点是：（）能灭活大多数的病原体；（）消 毒过程反应过程是物理反应，无毒性、蓄积性毒性和腐蚀作用；）操作简单；（）消毒所需要的时间 比较短。由于不同的微生物对紫外线的敏感性不同，修复能力也不同，因此紫外线的消毒有效性与 照射的剂量问题近年来备受关注。研究表明，当紫外线的注量在 时，水中微生物的光复 活现象完全消失，而低于此注量时，有不同程度的复活率产生。因此近年来，世界许多国家和地区 对紫外线消毒系统进行了大量的深入研究，由于在紫外线的灯源制作方面有了很大的突破，许多国 家已经生产出高强度并长寿命的紫外线消毒系统。虽然紫外线的应用前景广阔，但是还是存在一些 缺点，在低剂量下，微生物存在光复活
8、现象；成本高，当水中的杂质较多时，会影响紫外线的灭菌 效果。 （）臭氧 在净水器中臭氧的使用受到一定的限制，但是广泛用于工厂化的水处理。臭氧是一种有刺激气 味的灰兰色的气体，在水中的溶解度比氧大倍。除了杀灭水中的微生物以外，还可以除去水中有 色和有味的有机物。相同浓度的臭氧对微生物的杀灭浓度随着时间的不同而不同。正是由于它的刺 激气味，所以在净水器中使用时，受到限制。 （）碘 碘属于卤素消毒剂，消毒主要是依赖碘的本身，它可以直接卤化菌体蛋白，与蛋白质上的氨基 结合，使得菌体蛋白质和酶受到破坏，微生物因为代谢机能发生障碍而死亡。在水中可以直接用碘 来消毒，但是在净水器中无法使用。所以常见的碘离子
9、交换树脂。它是将碘载在非溶性的强碱性阴 离子树脂上，可形成一种性能稳定、消毒效果好的三碘化季胺盐树脂消毒剂，它属于一种接触性消 毒剂，可以过滤消毒水用。由于碘不容易与水中的氯起反应，所以在饮水中的消毒比较受到人们的 重视，但是碘树脂的价格比较昂贵。 三家用净水器滤材试验比较各种滤材的作用机理的不同，以及工艺参数的设计的差异，使得我国的净水器的种类繁多，功 能各异。下表为美国环保署年对几种水处理器的评价表。我们在年重点对间接式净水 器进行了一些试验。在市售的间接式净水器中滤材最常见的有活性炭、离子交换树脂、陶粒 和超滤膜。 论文集表美国对几种水处理器的评价 净水设备 活性炭过滤器 处理功能 吸收
10、导致味道和气味问题的有机污 染物； 有些设计可以去除氯化过程的副产品； 某些型号可以去除清洁剂和杀虫剂。 离子交换器 （以及含活性 矾土的型号） 反渗透器 去除矿物质，尤其是水中的钙和镁； 有些设计可以去除镭和钡； 去除氟化物。 去除硝酸盐、钠、其他可溶解无机物 和有机物； 去除臭味或颜色； 也可能降低某些杀虫剂、戴奥辛、氯 仿和石油化学品的含量。 蒸馏器 去除硝酸盐、细菌、钠、水的硬度、 溶解性总固体、多数的有机物、重金 属以及放射性核素； 杀死细菌 中国饮用水行业高层论坛 处理功能的限制 对去除铅和铜等金属效果不佳， 无法去除硝酸盐，细菌或可溶解矿物质。 如果水中有氧化铁或铁细菌，离子交换
11、树 脂会被堵塞或覆盖，从而丧失其对水软化 功能。 无法去除所有的无机和有机污染物。 无法去除一些易挥发的有机污染物、某些 杀虫剂和易挥发的溶剂? 细菌可能在机器暂停期重新在冷凝管上繁 殖。 （美国） 试验一：比较、碘树脂和活性炭在间接式净水器中的应用效果。 从市场购买间接式净水器，实验用内芯的体积为，按容积量放置不同数量的滤材。组 ：占总容积的，共计克，活性炭占总容积的，共计克，碘树脂克。 组：占总容积的，共计克，活性炭占总容积的，共计克。 对照组：未经处理的自来水 试验期：天 水通量：每日公斤 测定指标：余氯、细菌总数、硝酸盐氮和亚硝酸盐氮 试验结果： 表试验一硝酸盐和亚硝酸盐氮以及细菌总数
12、 硝酸盐氮（） 自来水 亚硝酸盐氮（） 自来水 细菌总数（） 自来水 组 组 组 组 组 组 南京净水器 http:/ 中国饮用水行业高层论坛硝酸盐氮（） 亚硝酸盐氮（） 自来水 论文集细菌总数（） 自来水 组 组 组 组 自来水 组 组 。 注：为组和组同时清洗滤芯 为组清洗滤芯 表试验一余氯和总余氯含量余氯（） 总余氯（ 一） 组 。 自来水 组 自来水 组 组 从试验一的测定结果可以看出： ?随着微生物数量的增加，产水中的亚硝酸盐氮的含量逐渐增加，在水通量为公斤时，组 亚硝酸盐氮的含量比自来水高倍。当滤芯经过消毒剂过氧化氢处理后，水中的亚硝酸盐氮和 细菌总数降低，但是很快地又被污染。 宰从余氯和总余氯的结果中可以看出，间接式净水器中所使用的活性炭不能有效地将余氯除去。 组和组中总余氯的含量均高于自来水，但是经过清洗和消毒后，可以适当降低。从本次实验中 未发现间接式净水器可以除去余氯或总余氯。因此间接式净水器的清洗频率最好在通水量达到 公斤左右时进行清洗，才能使出水达到安全的要求。 幸在组中由于加入了的，因此有助降低细菌和亚硝酸盐的含量，特别是加入了碘 树脂后，可以使水中的细菌总数达到卫生标准。在使用中发现容易板结，在水通量达到公 斤左右时，发生板结，需要进行机械的晃动，否则就影响了水的流量。 试验
